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锻造工艺与模具设计


圆饼类锻件制坯工步的选择
长轴类锻件制坯工步选择
计算毛坯

计算毛坯: 计算毛坯截面图 计算毛坯直径图表示。
计算繁重系数
长轴类锻件终锻前,需要将等截面的 原材料预制成计算毛坯的形状,因而要采 用合适的制坯工步,如拔长、滚挤、卡压 等,以便将杆部多余金属转移到头部,转 移金属量的多少与下列繁重系数有关。
分类:


按金属在锻模型槽内变形的特征,以及 变形金属所处应力和塑性状态的不同, 可分为开式模锻与闭式模锻; 如按型槽数分: 有单型槽模锻和多型槽模锻; 如按成形锻件数分: 则分为单件模锻和多件模锻。
开式模锻
毛边槽的作用: (1)造成足够大的水平方向的阻力,迫 使金属充满型槽,保证锻件尺寸准确。 (2)缓冲锤击。 (3)容纳多余金属。
二、金属加热时产生的变化
在组织结构方面,发生组织转变,其晶 粒长大,严重时会造成过热、过烧。 力学性能:塑性提高,变形抗力降低,残余 应力逐步消失,但也可能产生新的内应力。 过大的内应力会引起金属开裂。 物理性能:导热系数、导温系数、膨胀系数、 密度、颜色。 化学性能:氧化、脱碳、吸氢等化学反映。
自由锻工序:
尺寸的工序,也是自由锻造过程中主要变形工序。 镦粗、拔长、冲孔、弯曲、剁切、错移、扭转等工 步。 (2)辅助工序: 指在坯料进入基本工序前预先变形 的工序。 如钢锭倒棱和缩颈倒棱、预压夹钳把、阶 梯轴分锻压痕等。 (3)修整工序 : 指用来精整锻件尺寸和形状便其完 全达到锻件图要求的工序。 如镦粗后的鼓形滚圆和截面滚圆、凸起、凹下及不 平和有压痕面的平整、端面平整、拔长后的弯曲校直 和锻斜后的校正等工步。
4、模锻变形工步的确定



锤上模锻工序包括三类工步。 (1)模锻工步 包括预锻和终锻工步,其作用是使 经制坯的坯料得到冷锻件图所要求的形状和尺寸。 预锻。 (2)制坯工步 包括镦粗、拔长、滚挤、卡压、成 形、弯曲等工步。制坯工步的作用是改变毛坯的 形状,合理分配坯料体积,以适应锻件横截面形 状和尺寸的要求,使金属较好地充满型槽。 (3)切断工步 切断工步的作用主要是当采用一料 多件模锻时,切断已锻好的锻件,以便能继续锻 造下一个;或是用来切断钳口。
= dmax/d均 = L计/d均 K = (d拐-dmin)/L
[例] 有一质量为0· 8kg的锤上模锻件,作出计算毛坯图 后,经计算工艺繁重系数 =1.37 =3.2 k=0.05
六、坯料尺寸的确定 七、模锻锤吨位计算
第八章 锻模设计
一 模锻工步型槽设计 (一)终锻型槽设计 终锻型槽是各种型槽中最重要的型槽,用 来完成锻件最终成形。终锻型槽按热锻件图 加工制造和检验,所以设计终锻型槽,须先 设计热锻件图。 1、热锻件图设计 热锻件图与冷锻件图差异 2、毛边槽设计 3、钳口 (二)、预锻型槽设计
2、模锻件分类




第一类、圆饼类锻件 第二类 长轴类锻件 第三类、顶镦类锻件 第四类、复合类锻件
3、模锻件图设计
锻件图:根据零件图设计,分为冷锻件图和热锻件图两种。 热锻件图:热锻件图用于锻模设计和加工制造。 冷锻件图:冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计; 一般将冷锻件图称为锻件图。 设计锻件图应考虑: 1)确定分模面 2)确定锻件的机械加工余量和公差 3)模锻斜度 4)圆角直径 5)冲孔连皮 模锻锻件图及锻件技术条件
第二章 锻造用原材料及坯料准备


常用的下料方法有 剪切法、锯切法、冷折法、 砂轮切割法、气割法和车削法等。
第三章 锻造加热规范
一、锻前加热的目的及方法
目的: 1、提高金属塑性; 2、降低变形抗力,即增加金属的可 锻性,从而使金属易于流动成形,并使 锻件获得良好的锻后组织和力学性能。 加热方法: 按所采用的热源不同,可分为燃料加 热和电加热两大类。



三、 金属锻造温度范围的确定 四、 金属的加热规范 五、金属的少无氧化加热
第四章 自由锻主要工序分析
自由锻的优点: 所用工具简单,通用性强、灵活性大, 因此适合单件和小批锻件; 特别是特大型锻件的生产,这对于新 产品的试制、非标准的工装夹具和模锻、 模锻件的制坯、 自由锻的缺点: 锻件精度低,加工余量大、生产率低、 劳动强度大等。

第九章 模锻后续工序
1、开式模锻件均带有毛边,某些带孔锻件还有 连皮,通常采用冲切法去除毛边和连皮; 2、为了消除模锻件的残余应力,改善其组织和 性能,须要进行热处理; 3、为了清除锻件表面氧化皮,便于检验表面缺 陷和切削加工,要进行表面清理; 4、锻件在切边、冲连皮、热处理和清理过程中 若有较大变形,应进行校正;对于精度要求较高 的锻件,则应进行精压; 5、最终,锻件的质量要进行检验。
锻造工艺与模具设计
复 习
第一章 概述

一、锻造加工金属零件的优势 二、锻造方法分类、锻造生产过程 三、锻造业的历史沿革及发展 四、锻压技术面临的任务与挑战 五、学
1 材料成形加工技术的作用及地位 2 材料成形加工技术的发展趋势 批量小、质量高、成本低、交货期短、 生产柔性、环境友好; 更轻、更薄、更精、更强、更韧及成本 低、周期短、质量高的方向发展。 3 新材料成形加工技术 4 材料成形加工过程的建模与仿真 (Modeling and Simulation) 5 快速产品/工艺开发系统、虚拟制造及 绿色制造
(1)基本工序 : 指能够较大幅度地改变坯料形状和
第五章 自由锻工艺过程
一、自由锻工艺过程制定内容包括:
一、自由锻锻件图的制订与绘制 二、变形工艺过程的制订 三、坯料质量和尺寸的确定 四、自由锻设备吨位计算与选择 五、锻造温度的确定、加热、冷却热 处理规范
第六章模锻成形工步分析
1、锤上模锻方式与变形特征
二 制坯工步型槽设计
(1)拔长型槽设计 (2)滚挤型槽设计 (3)卡压型槽设计 (4)弯曲型槽设计 (5)成形型槽设计 (6)镦粗台和压扁台型槽设计
切断型槽设计
锤锻模结构设计



锤锻模结构设计任务: 1、各工步型槽在模块上的合理布排; 2、型槽之间和型槽至模块边缘的壁厚, 模块尺寸、质量、纤维方向要求; 3、平衡错移力的锁扣形式
1、型槽布排 2、型槽壁厚 3、错移力的平衡和锁扣的设计 4、模块尺寸及要求
(1)承击面(2)打击中心与模块中心的 偏移值(3)模块宽度(4)模块高度(5)模 块长度(6)模块质量(7)锻模检验角(8) 模块的技术要求
5、锤锻模加工精度和表面质量 6、锤锻模的紧固方式
热模锻曲柄压力机上模锻 平锻机上模锻
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